第一讲 EDA技术及应用-绪论.pptVIP

专用集成电路是为特定用户或特定电子系统制作的集成电路。数字集成电路的通用性和大批量生产，使电子产品成本大幅度下降，推进了计算机通信和电子产品的普及，但同时也产生了通用与专用的矛盾，以及系统设计与电路制作脱节的问题。  　　同时，集成电路规模越大，组建系统时就越难以针对特殊要求加以改变。为解决这些问题，就出现了以用户参加设计为特征的专用集成电路，它能实现整机系统的优化设计，性能优越，必威体育官网网址性强。  　　它更适用于军事应用，能有效地解决军用集成电路的高性能、小批量、高可靠、快周期的矛盾。  　　现在大的集成电路生产厂都配有极强的计算机辅助电路设计能力，可根据用户的要求迅速设计制作专用集成电路，或接受用户的电路设计，甚至由用户直接设计工艺来制造满足用户需要的集成电路。 “方寸芯片多奇志！”Xilinx CTO谈FPGA未来发展  从1984年全球第一颗FPGA诞生到现在，FPGA的应用日益广泛，那么，FPGA未来将有什么发展？它将给我们的生活带来什么革命性的新应用？它给未来电子产品设计带来什么影响？在电子工程专辑网站对Xilinx的CTO Ivo Bolsens的独家专访中，你可以寻找到答案。未来的FPGA “到2011年，半导体制造工艺将采用32nm节点，芯片制造商可以制造包含数十亿个晶体管的单芯片产品，而采用这种工艺的FPGA会包含一亿个可编程逻辑门，而且FPGA平台会采用创新的封装技术将存储器、模拟混合信号电路、通用接口、传感器、各种I/O集成到一起，这样的FPGA会成为许多电子产品的核心。” Bolsens强调。 他以具体的数据来证明这个推测，“从1999年到现在，现在的FPGA和99年的相比，成本降低了500倍，容量提高了200倍，功耗降低 了50倍，速度加快了40倍。我们预计到2010年，FPGA的价格会降低5倍，容量会增大5倍，速度提高5倍，在单位功耗上会有更多的功能，从这个趋势可以看出未来FPGA的价值会越来越高。目前FPGA已经用于各种各样的应用。在必威体育精装版的Virtex5的器件里面有10亿以上晶体管，除了可以编程以外还 有很多硬核在里面，例如必威体育精装版的PCIe总线和高速以太网的总线等，还有高速串行收发器以及成百的DSP模块。” 实际上，这样的FPGA已经演变成一种可编程系统平台，他称之为“虚拟SoC”。 他表示这样的FPGA甚至集成光器件，因为那时的FPGA不仅处理能力很强大，还因为集成的芯片众多，需要传输高速的信号（可达Gbps水平），所以自然需要光器件来传输信号。所以Xilinx未来会考虑将光器件也集成到FPGA里面。 当然，他也表示，FPGA将继续集成更多的DSP硬核，以应对3G、高清安防、高清视频的需求。目前，在Xilinx Virtex5中已经集成了640个DSP slice硬核，可以在550MHz频率下达到352GMAC的性能！未来，FPGA的DSP处理性能会更高！ 伴随这些激动人心的性能提升的同时是FPGA价格的大幅度降低，Bolsens表示：“我们预计在2010年的时候50万个门的价格会在1美元左 右。”由此，必然引发产业在设计上出现变革，“我们的客户可以直接做非常复杂的SoC，而不用担心价格上的挑战。客户可以把它的精力集中在真正的价值附加上，比如体系结构的设计，系统软件以及系统验证上面，这其实是我们客户的价值所在，这会给半导体行业带来一个新的演进。” 回顾历史，半导体产业逐步走向细化，70年代的半导体公司包揽了设计的各个环节，到80年代，EDA软件和FPGA兴起，让一部分工作外 包，到90年代，代工业兴起，再次让芯片制造外包。“大容量大规模高度复杂FPGA的引进使这个产业再次分化，设计实现这个行业又分离出来了，而一个公司真正要做的就是对设计的特性定义和对系统的定义。”他表示。 这样的发展也必然引发设计方法学的变迁，Bolsens 预测：“今后软硬件可编程性最终会合到一起，这个也是我们赛灵思后面发展的重点之一。就是让大家最后用FPGA的时候感觉起来就像在用软件一样。” 在最近参加一次Altium公司的研讨会上，(Altium中国深圳路演，推广嵌入式开发新概念) 我们注意到Altium公司的必威体育精装版产品Altium Designer6.8已经增加了很多新功能，基本可以实现系统级开发，就是开发人员只要提供系统的框图，该工具就可以实现最终的电路。所以Altium 公司的技术人员宣称：“任何不懂FPGA的人员，只要经过半天培训就可以熟练进行开发！”显然，这是FPGA应用开发的一大进步！“通过FPGA，可以真 正实现软硬件协同设计！” Bolsens这样强调。 器件以及开发工具的发展都是为最终应用服务的，新一代的FPGA可以为我们带来哪些激动人心的应用呢？Bolsens表示：“融合了话